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Theorem mhmlin

Description: A monoid homomorphism commutes with composition. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses mhmlin.b ⊢ B = Base S
mhmlin.p ⊢ + ˙ = + S
mhmlin.q ⊢ ⨣ ˙ = + T
Assertion mhmlin ⊢ F ∈ S MndHom T ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ X + ˙ Y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mhmlin.b ⊢ B = Base S
2 mhmlin.p ⊢ + ˙ = + S
3 mhmlin.q ⊢ ⨣ ˙ = + T
4 eqid ⊢ Base T = Base T
5 eqid ⊢ 0 S = 0 S
6 eqid ⊢ 0 T = 0 T
7 1 4 2 3 5 6 ismhm ⊢ F ∈ S MndHom T ↔ S ∈ Mnd ∧ T ∈ Mnd ∧ F : B ⟶ Base T ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y ∧ F ⁡ 0 S = 0 T
8 7 simprbi ⊢ F ∈ S MndHom T → F : B ⟶ Base T ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y ∧ F ⁡ 0 S = 0 T
9 8 simp2d ⊢ F ∈ S MndHom T → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y
10 fvoveq1 ⊢ x = X → F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ X + ˙ y
11 fveq2 ⊢ x = X → F ⁡ x = F ⁡ X
12 11 oveq1d ⊢ x = X → F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ y
13 10 12 eqeq12d ⊢ x = X → F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y ↔ F ⁡ X + ˙ y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ y
14 oveq2 ⊢ y = Y → X + ˙ y = X + ˙ Y
15 14 fveq2d ⊢ y = Y → F ⁡ X + ˙ y = F ⁡ X + ˙ Y
16 fveq2 ⊢ y = Y → F ⁡ y = F ⁡ Y
17 16 oveq2d ⊢ y = Y → F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y
18 15 17 eqeq12d ⊢ y = Y → F ⁡ X + ˙ y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ y ↔ F ⁡ X + ˙ Y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y
19 13 18 rspc2v ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B F ⁡ x + ˙ y = F ⁡ x ⨣ ˙ F ⁡ y → F ⁡ X + ˙ Y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y
20 9 19 syl5com ⊢ F ∈ S MndHom T → X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ X + ˙ Y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y
21 20 3impib ⊢ F ∈ S MndHom T ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ X + ˙ Y = F ⁡ X ⨣ ˙ F ⁡ Y